【物理】内蒙古乌兰察布集宁一中2019-2020学年高二下学期第三次月考试题（解析版） 16页

集宁一中 2019-2020 学年第二学期第三次月考 高二年级物理试题 本试卷满分为 110 分 第Ⅰ卷（选择题共 48 分） 一、选择题（本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中。第 1~7 题只有一项符合题目要求，第 8~12 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不 全的得 2 分，有选错的得 0 分） 1.以下说法正确的是(　　) A. 只有很小的物体才能视为质点，很大的物体不能视为质点 B. 若以河岸为参考系，在顺水漂流的船上行走的人可能是静止的 C. 做直线运动的物体，其位移大小跟这段时间内通过的路程一定相等 D. 一节课 40 分钟，40 分钟指的是下课的时刻 【答案】B 【解析】 【详解】只要在所研究的问题中物体的大小和形状可以忽略，物体即可以看作质点；与物体 的实际大小无关，A 错误；若以河岸为参考系，若人在船上以与船大小相等的速度，反向运 动，则人可能相对河岸是静止的，B 正确；做直线运动的物体，若有往返现象，则位移大小 与路程不相等，C 错误；一节课 40 分钟对应的是一段过程；故 40 分钟为时间，D 错误． 【点睛】只有物体的大小和形状可以忽略时，物体才可以看作质点；只有做单向直线运动时， 物体的位移大小才等于路程；时间对应一段过程；而时刻对应一个瞬间． 2.如图所示，一小车从 A 点由静止开始做匀加速直线运动，若到达 B 点时速度为 v，到达 C 点时速度为 ，则 等于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 2v :AB BCx x 1:1 1: 2 1:3 1: 4 【详解】作出运动示意图，由 得 故 故选 C。 3.如图所示，物体 a、b 和 c 叠放在水平桌面上，水平力 分别作用于物 体 b、c 上，a、b 和 c 仍保持静止．则物体 b 受力的个数为（ ） A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 【答案】C 【解析】对 a 分析，a 受竖直方向上的重力和支持力作用，如果在水平方向上受摩擦力，则 合力不为零，不能保持静止，故不受摩擦力作用，所以 ab 之间没有摩擦力，将 ab 看做一个 整体，整体受到向左的 作用，若要保持静止，必须受到向右的静摩擦力，故 bc 之间有摩 擦力，b 受到重力，c 的支持力，a 的压力，拉力 ，c 给的摩擦力，5 个力作用，综上分析， C 正确。故选 C。 4.在斜面上等高处，静止着两个相同的质量为 的物块 和 .两物块之间连接着一个劲度 系数为 的轻质弹簧，斜面的倾角为 ，两物块和斜面间的动摩擦因数均为 ，重力加速 度为 ，则弹簧的最大伸长量是（ ） 2 2 0 2v v ax− = 2 2AB vx a = 2 2 2(2 ) 3 2 2BC v v vx a a −= = 1:3:AB BCx x = 5 10b cF N F N= =、 bF bF m A B k θ µ g A. B. C. D. 【答案】D 【解析】物块静止在斜面上，在斜面所在平面内受三个力作用，一个是重力沿斜面向下的分 力 ，摩擦力 ，方向不确定， 水平方向的弹簧弹力 ，则物块所受静摩擦力 大小等于 与 的合力，当静摩 擦力最大时有 ， 可得 ， 故 D 正确. 5.一质量为 m=2.0 kg 的木箱静止在粗糙的水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数 μ=0.2,现 对木箱施加一沿水平方向的大小随时间变化的拉力 F,使木箱由静止开始运动,测得 0～2s 内 其加速度 a 随时间 t 变化的关系图象如图所示．已知重力加速度 g=10 m/s2,下列关于木箱所 受拉力 F 的大小和运动速度 v 随时间 t 变化的图象正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A mg k cosmg k µ θ sin cosmg mg k θ µ θ+ 2 2 2cos sinmg k µ θ θ− sinmg θ m cosf f mgµ θ= kx f kx sinmg θ 2 2 m ( sin )kx f mg θ= − 2 2 2cos sinmgx k µ θ θ−= 【解析】 【详解】由 a-t 图像可知，a=4-2t(m/s2)，由牛顿第二定律可知： F=ma+μmg=2(4-2t)+0.2×20=-4t+12(N)，可知图像 A 正确，B 错误；由 v=at 可知，a-t 图像的 “面积”等于速度的变化，则 ，当 t=2s 时 v=4m/s；则选项 CD 错 误；故选 A. 6.如图所示，有材料相同的 P、Q 两物块通过轻绳相连，并在拉力 F 作用下沿斜面向上运动， 轻绳与拉力 F 的方向均平行于斜面．当拉力 F 一定时，Q 受到绳的拉力（　　） A. 与斜面倾角 θ 有关 B. 与动摩擦因数有关 C. 与系统运动状态有关 D. 仅与两物块质量有关 【答案】D 【解析】 【详解】设 Q 物体绳上的拉力大小 F2，物体与斜面的动摩擦因数为 μ，对 QP 整体分析：根 据牛顿第二定律有 F-（mP+mQ）g（sinθ-μcosθ）=（mP+mQ）a 对 Q 隔离分析有 F2-mQg（sinθ-μcosθ）=mQa 联立以上解得 故 D 正确，ABC 错误。故选 D。 7.如图所示，表面光滑的斜面体固定在匀速上升的升降机上，质量相等的 A、B 两物体用一 轻质弹簧连接着，B 的上端用一平行斜面的细线拴接在斜面上的固定装置上，斜面的倾角为 30°，当升降机突然处于完全失重状态，则 A、B 两物体的瞬时加速度大小和方向说法正确 的是（　　） 21[4 (4 2 )] 42v t t t t= + − = − 2 Q P Q mF m m = + A. ，方向沿斜面向下； ，方向沿斜面向下 B. ， C. ； ，方向沿斜面向下 D. ，方向垂直斜面向右下方； 方向竖直向下 【答案】D 【解析】 【详解】当升降机处于完全失重状态时，物体和斜面之间的作用力变为 0，弹簧弹力不发生 变化，故 A 物体只受重力和弹簧弹力，两者合力与原来的支持力大小相等方向相反，故其 加速度为 方向垂直斜面斜向右下方； B 物体受到重力弹簧弹力和细线拉力作用，完全失重的瞬间，细线拉力变为和弹簧向下拉力 相等，两者合力为 0，故 B 物体的加速度为 方向竖直向下； 由以上分析可知 A、B、C 错误，D 正确； 故选 D。 8.如图所示，A、B 两物块的质量分别为 2m 和 m，静止叠放在水平地面上．A、B 间的动摩 擦因数为 μ，B 与地面间的动摩擦因数为 ．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 为 g．现对 A 施加一水平拉力 F，则（ ） 1 2Aa g= Ba g= 0Aa = 0Ba = 0Aa = Ba g= 3 2Aa g= Ba g= cos 3 2A mg θa gm = = a g= 2 µ A. 当 F＜2μmg 时，A、B 都相对地面静止 B. 当 F＝ 时，A 的加速度为 C. 当 F＞3μmg 时，A 相对 B 滑动 D. 无论 F 为何值，B 的加速度不会超过 【答案】BCD 【解析】 【详解】试题分析：根据题意可知，B 与地面间的最大静摩擦力为：fBm＝ ，因此要 使 B 能够相对地面滑动，A 对 B 所施加的摩擦力至少为：fAB＝fBm＝ ，A、B 间的最 大 静 摩 擦 力 为 ： fABm ＝ 2μmg ， 因 此 ， 根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 知 当 满 足 ： ＝ ，且 ≤fAB＜2μmg，即 ≤F＜3μmg 时，A、B 将一起向右加速滑 动，故选项 A 错误；当 F≥3μmg 时，A、B 将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律 有：F－2μmg＝2maA，2μmg－ ＝maB，解得：aA＝ －μg，aB＝ ，故选项 C、D 正确；当 F＝ 时，对 A 和 B 整体受力分析有， ， 解得 aA＝aB＝ ，故选项 B 正确． 考点：本题主要考查了牛顿第二定律的应用，以及处理连接体的方法问题，属于中档题． 9.如图所示，在水平地面上放着一个左侧截面为半圆的光滑柱状物体 A，在物体 A 与竖直墙 面之间放着一个光滑斜面体 B，斜面体 B 未接触地面，整个装置在水平力 F 作用下处于静 止状态，现推动物体 A 缓慢向左移动一小段距离，在此过程中,下列说法正确的是（　　） A. 水平力 F 大小不变 B. 地面对物体 A 的支持力不变 C. 斜面体 B 对物体 A 的压力逐渐增大 D. 墙面对斜面体 B 的支持力逐渐减小 【答案】AB 5 2 mgµ 1 3 gµ 1 2 gµ 3 2 mgµ 3 2 mgµ 2 ABF f m − 2 3 2 ABf mg m µ− 3 2 mgµ 3 2 mgµ 3 2 mgµ 2 F m 1 2 gµ 5 2 mgµ ( ) ( )2 22F m m g m m a µ− + = + 1 3 gµ 【解析】 【详解】以 B 为对象，由平衡条件可知，墙对 B 的作用力 ① 物体 A 对斜面体的支持力 ② 现推动物体 A 缓慢向左移动一小段距离，角度 θ 保持不变，所以 F1、F2 保持不变 A．以整体为研究对象，水平力 F 大小等于墙对 B 的作用力 F1 保持不变，故 A 正确； B．以整体为研究对象，地面对物体 A 的支持力等于 A、B 重力之和保持不变，故 B 正确； C．根据牛顿第三定律，可知斜面体 B 对物体 A 的压力等于物体 A 对斜面体的支持力 F2 不 变，故 C 错误； D．墙面对斜面体 B 的支持力 F1 保持不变，故 D 错误；故选 AB。 10.如图所示，倾角为 θ=30°的斜面体 c 置于水平地面上，滑块 b 置于光滑斜面上，通过细绳 跨过定滑轮与物体 a 连接，连接 b 的一段细绳与斜面平行，连接 a 的一段细绳竖直，a 下端 连接在竖直固定在地面的轻弹簧上，整个系统保持静止.已知物块 a、b、c 的质量分别为 m、 4m、M，重力加速度为 g，不计滑轮的质量和摩擦.下列说法中正确的是 A. 弹簧弹力大小为 mg B. 地面对 c 的摩擦力为零 C. 剪断轻绳的瞬间，c 对地面的压力为 D. 剪断轻绳的瞬间，a 的加速度大小为 2g 【答案】AD 【解析】 【详解】A.以 b 为对象，沿斜面方向得 1 tan Bm gF θ = 2 sin Bm gF θ = (4 )m M g+ sin 2bF m g mgθ= =绳 以 a 为对象 解得： 故 A 正确； B. 对 bc 组成的系统受力分析可知，重力 G，支持力 F，细线的拉力，地面的摩擦力 f，故 B 错误； C. 剪断轻绳的瞬间， b 沿加速下滑，处于失重状态，所以 c 对地面的压力小于 ，故 C 错误； D. 剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得：a 的加速度大小 故 D 正确． 11.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为 θ，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小 木块与传送带间动摩擦因素为 μ，小木块速度随时间变化关系如图所示，若 θ、g、v0、t0 已 知，则下列说法中正确的是 A. 传送带一定逆时针转动 B. C. 传送带的速度大于 v0 D. 后一段时间内滑块加速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A.若传送带顺时针转动，当滑块下滑时若有 ，所以滑块将一 直匀加速到底端；当滑块上滑时若有 ，则滑块先匀加速运动，在速度 相等后将匀速运动，两种均不符合运动图象；故传送带是逆时针转动，故 A 正确； aF F m g= +绳 弹 F mg=弹 (4 )m M g+ 2F mga gm += =弹 0 0 tan cos v gt µ θ θ= + 0t 0 0 2 sin vg t θ − sin cosmg mgθ µ θ> sin cosmg mgθ µ θ< B.滑块在 内，滑动摩擦力向下做匀加速下滑，根据牛顿第二定律有： 由图可知 联立解得： 故 B 错误； C.只有当滑块的速度等于传送带的速度时，滑块所受的摩擦力变成斜向上，传送带的速度才 为 ，故 C 错误； D.共速后的加速度 代入 值得 故 D 正确． 12.如图所示，在倾角 ＝30°的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块 A、B，它们的 质量均为 m，弹簧的劲度系数为 k，C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现开始用一沿斜 面向上的力 F 拉物块 A 使之以加速度 a 向上做匀加速运动，当物块 B 刚要离开 C 时力 F 的 大小恰为 2mg。则（　　） A. 物块 B 刚要离开 C 时的加速度为 0 B. 加速度 a＝g C. 无法计算出加速度 a 00 t～ 1 sin cosa g gθ µ θ= + 0 1 0 va t = 0 0 tancos v gt µ θθ= − 0v 2 sin cosa g gθ µ θ= − µ 0 2 0 2 sin va g t θ= − θ D. 从 F 开始作用到 B 刚要离开 C，A 的位移为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．物块 B 刚要离开 C 时，B 和挡板之间没有力的作用，即弹簧的拉力正好等于 B 的重力沿斜面向下的分力，所以此时 B 的合力为零，加速度为零，故 A 正确； BC．物块 B 刚要离开 C 时，弹簧的弹力： 对 A 分析，受到弹簧沿斜面向下的拉力，和重力沿斜面向下的分力以及 F 的作用，根据牛 顿第二定律可得： 解得： 故 B 正确，C 错误； D．未施加 F 之前，弹簧处于压缩状态，对 A 分析有： 当物块 B 刚要离开 C 时弹簧处于拉伸状态，对 B 分析有： 故 A 上升的位移为： 故 D 正确。 故选 ABD。 第Ⅱ卷（非选择题共 62 分） 二、填空题(每空 3 分，共 15 分) 13.如图所示，在光滑的水平地面上有一个长为 L，质量为 4kg 的木板 A，在木板的左端有一 个质量为 2kg 的小物体 B，A、B 之间的动摩擦因数为 µ=0.2。 mg k sinF mg θ=弹 sinF mg F maθ− − =弹 a g= 1 sinkx mg θ= 2 sinkx mg θ= 1 2 2 sinmg mgx x x k k θ= + = = （1）当对 B 施加水平向右的力 F=5N 作用时，求：A 的加速度_______m/s2，B 的加速度 __________m/s2。 （2）当对 B 施加水平向右的力 F=10N 作用时，求：A 的加速度_______m/s2，B 的加速度 __________m/s2。 【答案】 (1). (2). 1 3 【解析】 【详解】（1）[1][2] 当对 B 施加水平向右的力 F=5N 作用时，假设小物体 B 与木板 A 一起 向右加速运动，设加速度为 a，则由牛顿第二定律有： 代入数据求得： 此时，设 A、B 之间 静摩擦力为 ，隔离 A 由牛顿第二定律有： A、B 之间最大静摩擦力为： 显然 ，故假设成立，则 A、B 一起以 向右加速运动； （2）[3][4]当对 B 施加水平向右的力 F=10N 作用时，同理可判断出此时 B 将在 A 上面加速 向右运动，由牛顿第二定律得： 代入数据求得： 隔离 A 由牛顿第二定律得： 代入数据求得： 14.一个贮气筒内装有 30L、1atm 的空气。现在想使筒内气体压强增为 5atm，则应向筒内打 的 5 6 5 6 ( )A BF m m a= + 25 m/s6a = f 5 104 N N6 3Af m a= = × = 0.2 2 10N 4Nm Bf N m gµ µ= = = × × = mf f< 25 m/s6a = m B BF f m a− = 23m/sBa = m A Af m a= 21m/sAa = 入_____L、1atm 的空气。（设此过程中空气为理想气体且温度保持不变） 【答案】120 【解析】 【详解】［1］气筒内的气体为研究对象，气体的初状态参量 V1=30L p1=1atm 气体末状态参量 V2=？ p2=5atm 由玻意耳定律得 p1V1=p2V2 代入数据解得 V2=6L 以充入筒内的气体为研究对象，气体初状态参量 V3=？ p3=1atm 气体末状态参量 V4=V1-V2=24L p4=5atm 由玻意耳定律得 p3V3=p4V4 代入数据解得 V3=120L 三、计算题（共 47 分，写出必要的文字说明和计算步骤） 15.如图所示一足够长的斜面倾角为 370，斜面 BC 与水平面 AB 圆滑连接质量 m=2kg 的物体 静止于水平面上的 M 点，M 点距 B 点之间的距离 L=9m，物体与水平面和斜面间的动摩擦 因素均为 μ=0.5 现使物体受到一水平向右的恒力 F=14N 作用，运动至 B 点时撤去该力 (sin370=0.6，cos370=0.8，取 g=10m/s2)则： （1）物体在恒力作用下运动时的加速度是多大？ （2）物体到达 B 点时的速度是多大？ （3）物体沿斜面向上滑行的最远距离是多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【解析】 【详解】（1）在水平面上，根据牛顿第二定律可知：F-μmg=ma， 解得： （2）有 M 到 B，根据速度位移公式可知：vB2＝2aL 解得：vB＝ m/s=6m/s （3）在斜面上，根据牛顿第二定律可知：mgsinθ+μmgcosθ=ma′ 代入数据解得：a′=10m/s2 根据速度位移公式可知：0 vB2＝2a′x 解得：x＝ m＝1.8m 16.在两端封闭、粗细均匀的 U 形细玻璃管内有一股水银柱，水银柱的两端各封闭有一段空 气．当 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边空气柱的长度分别为 l1=18.0 cm 和 l2=12.0 cm， 左边气体的压强为 12.0 cmHg．现将 U 形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通 过水银逸入另一边．求 U 形管平放时两边空气柱的长度．在整个过程中，气体温度不变． 【答案】7.5 cm 【解析】 22 /a m s= 6 /Bv m s= 1.8x m= 2 214 0.5 2 10 / 2 /2 F mga m s m sm ＝ ＝µ− − × ×= 2 2 2 9aL × ×＝ 2 20 0 6 2 2 10 Bv a − − ′ − ×＝ 【详解】解析：设 U 形管两端竖直朝上时，左、右两边气体的压强分别为 p1 和 p2．U 形管 水平放置时，两边气体压强相等，设为 p，此时原左、右两边气体长度分别变为 l1′和 l2′．由 力的平衡条件有 ① 式中 为水银密度，g 为重力加速度大小． 由玻意耳定律有 p1l1=pl1′② p2l2=pl2′③ l1′–l1=l2–l2′④ 由①②③④式和题给条件得 l1′=22.5 cm⑤ l2′=7.5 cm⑥ 17.如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角 ，皮带在电动机的带动下，始终保持 的速率运动．现把一质量为 的工件（可视为质点）轻轻放在皮带的底 端，经时间 ，工件被传送到 的高处，取 ，求： （1）工件与皮带间的动摩擦因数； （2）工件相对传送带运动的位移． 【答案】（1） ；（2） 【解析】 1 2 1 2p p g l lρ= + −（ ） ρ 030θ = 0 2 /v m s= 10m kg= 1.9s 1.5h m= 210 /g m s= 0.866＝µ 0.8 m 试题分析：（1）由题意得，皮带长为：L＝ ＝3 m．工件速度达到 之前，从静止 开始做匀加速运动 设匀加速运动 时间为 ，位移为 ，有：x1＝vt1＝ t1 设工件最终获得了与传送带相同的速度，则达到 之后工件将做匀速运动， 有： 解得： ，故假设工件最终获得与传送带相同的速度是正确的． 加速运动阶段的加速度为：a＝ ＝2．5 m/s2 在加速运动阶段，根据牛顿第二定律，有： ，解得： ． （2）在时间 内，传送带运动的位移为： 工件运动的位移为：x1＝vt1＝ t1＝0．8 m 所以工件相对传送带运动的位移为： ． 考点：动能定理的应用、功能关系 【名师点睛】解决本题的关键理清工件在传送带上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学 公式综合求解． 18.如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆 弧轨道 AB 是光滑的，在最低点 B 与水平轨道 BC 相切，BC 的长度是圆弧半径的 10 倍，整 个轨道处于同一竖直平面内．可视为质点的物块从 A 点正上方某处无初速下落，恰好落人 小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端 C 处恰好没有滑出．已知物块到达圆 弧轨道最低点 B 时对轨道的压力是物块重力的 9 倍，小车的质量是物块的 3 倍，不考虑空 气阻力和物块落人圆弧轨道时的能量损失．求 （1）物块开始下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍； （2）物块与水平轨道 BC 间 动摩擦因数 μ． 【答案】（1）物块开始下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的 4 倍． 的 的 1x 1t 0v 1x 0 1 1.6 x v t m＝ ＝ 1t （2）μ= 0.3 【解析】 【详解】①设物块的质量为 m，其开始下落处的位置距 BC 的竖直高度为 h，到达 B 点时的 速度为 v，小车圆弧轨道半径为 R．则由机械能守恒定律得 ， 物块运动到 B 点时根据牛顿第二定律得 解得 h=4R，即物块开始下落的位置距水平轨道 BC 的竖直高度是圆弧半径的 4 倍． ②设物块与 BC 间的滑动摩擦力的大小为 F，物块滑到 C 点时与小车的共同速度为 v′， 物块在小车上由 B 运动到 C 的过程中小车对地面的位移大小为 S， 依题意，小车 质量为 3m，BC 长度为 10R，由滑动摩擦定律有 ， 由动量守恒定律有 对物块、小车分别应用动能定理得 解得 μ=0.3 的 21 2mgh mv= 2 9 vmg mg m R − = F mgµ= ( 3 )mv m m v′= + 2 21 1(10 ) 2 2F R S mv mv− + = −′ 21 (3 )2FS m v= ′